Введение в функцию пускового сопротивления импульсного источника питания
При подборе резисторов в схемах импульсных блоков питания учитывается не только потребляемая мощность, обусловленная средним значением тока в цепи, но и способность выдерживать максимальный пиковый ток. Типичным примером является резистор выборки мощности переключающего МОП-транзистора, который включен последовательно между переключающим МОП-транзистором и землей. Как правило, это значение сопротивления очень мало, а максимальное падение напряжения не превышает 2 В. Кажется ненужным использовать резистор большой мощности, исходя из потребляемой мощности. Однако, учитывая способность выдерживать максимальный пиковый ток переключающего МОП-транзистора, амплитуда тока значительно превышает нормальное значение в момент запуска. При этом надежность резистора также крайне важна. Если он разомкнут из-за воздействия тока во время работы, между двумя точками на печатной плате, где расположен резистор, возникнет импульс высокого напряжения, равный напряжению питания плюс обратное пиковое напряжение, и он пробьется. . В то же время это также приведет к поломке интегральной схемы схемы защиты от перегрузки по току. По этой причине обычно в качестве этого резистора выбирают металлопленочный резистор мощностью 2 Вт. В некоторых импульсных источниках питания параллельно используются резисторы 2-4 1W не для увеличения рассеиваемой мощности, а для обеспечения надежности. Даже если один резистор случайно выйдет из строя, во избежание возникновения обрывов в цепи следует использовать несколько других. Точно так же решающее значение имеет сопротивление выборки выходного напряжения импульсного источника питания. Как только сопротивление размыкается, напряжение выборки составляет ноль вольт, а выходной импульс микросхемы ШИМ достигает максимального значения, вызывая резкое увеличение выходного напряжения импульсного источника питания. Кроме того, существуют токоограничивающие резисторы для оптопар (оптопар) и так далее.
В импульсных источниках питания обычно используются последовательные резисторы не для увеличения потребляемой мощности или значения сопротивления резисторов, а для улучшения способности сопротивления выдерживать пиковое напряжение. В целом, резисторам не уделяют особого внимания выдерживаемому напряжению. Фактически резисторы с разной мощностью и сопротивлением имеют в качестве показателя наибольшее рабочее напряжение. При максимальном рабочем напряжении из-за большого сопротивления потребляемая мощность не превышает номинального значения, но сопротивление также может выйти из строя. Причина в том, что различные тонкопленочные резисторы регулируют значения своего сопротивления в зависимости от толщины пленки. Для резисторов с высоким сопротивлением после спекания пленки длина пленки увеличивается за счет канавок. Чем выше значение сопротивления, тем выше плотность канавок. При использовании в цепях высокого напряжения между канавками возникает искровой разряд, вызывающий повреждение сопротивления. Поэтому в импульсных источниках питания иногда намеренно соединяют несколько резисторов последовательно, чтобы предотвратить возникновение этого явления. Например, пусковое сопротивление смещения в обычных самовозбуждающихся импульсных источниках питания, сопротивление переключающих трубок, подключенных к цепям поглощения ДЦР в различных импульсных источниках питания, а также прикладное сопротивление в высоковольтной части балластов металлогалогенных ламп.
PTC и NTC относятся к компонентам с термическими характеристиками. PTC имеет большой положительный температурный коэффициент, а NTC — большой отрицательный температурный коэффициент. Его сопротивление и температурные характеристики, вольт-амперные характеристики, а также зависимость тока и времени полностью отличаются от обычных резисторов. В импульсных источниках питания резисторы PTC с положительным температурным коэффициентом обычно используются в цепях, требующих мгновенного питания. Например, PTC, используемый в схеме питания интегральной схемы управления возбуждением, обеспечивает пусковой ток для интегральной схемы управления с низким значением сопротивления в момент запуска. После того как интегральная схема формирует выходной импульс, схема переключателя подает на нее выпрямленное напряжение. Во время этого процесса PTC автоматически замыкает пусковую цепь из-за повышения температуры и сопротивления за счет пускового тока. Характеристические резисторы NTC с отрицательной температурой широко используются в качестве резисторов, ограничивающих мгновенный входной ток, в импульсных источниках питания, заменяя традиционные цементные резисторы. Они не только экономят энергию, но и уменьшают повышение внутренней температуры. В момент включения импульсного источника питания начальный зарядный ток конденсатора фильтра чрезвычайно велик, и NTC быстро нагревается. После пиковой зарядки конденсатора сопротивление NTC уменьшается из-за повышения температуры. При нормальных условиях рабочего тока он сохраняет низкое значение сопротивления, что значительно снижает энергопотребление всей машины.
Кроме того, варисторы на основе оксида цинка также широко используются в цепях импульсных источников питания. Варисторы из оксида цинка обладают чрезвычайно быстрой функцией поглощения пикового напряжения. Самая большая особенность варисторов заключается в том, что когда приложенное к ним напряжение ниже порогового значения, ток, протекающий через них, чрезвычайно мал, что эквивалентно закрытому клапану. Когда напряжение превышает пороговое значение, ток, протекающий через него, резко возрастает, что эквивалентно открытию клапана. Используя эту функцию, можно подавить аномальное перенапряжение, которое часто возникает в цепи, и защитить цепь от повреждений, вызванных перенапряжением. Варисторы обычно подключаются к сетевому входу импульсных источников питания и могут поглощать высокое напряжение, вызванное молнией, из электросети, обеспечивая защиту при слишком высоком сетевом напряжении.
Принцип работы управляющего чипа UC3846. Схема управления. Принцип и применение инверторного сварочного аппарата.
